Insinyur Bekerja pada Robot Humanoid Berkaki Dua

Insinyur saat ini bekerja pada pengembangan robot humanoid berkaki dua yang mampu mengeluarkan gaya dan mendorong sesuatu sambil menjaga keseimbangan. Tim di MIT dan Universitas Illinois di Urbana-Champaign telah berhasil menemukan cara untuk mengontrol keseimbangan pada robot teleoperasi. Ini akan memainkan peran kritis dalam mendapatkan humanoid untuk menyelesaikan tugas berdampak tinggi di lingkungan yang sulit.

Robot yang dibuat oleh tim memiliki “torso mesin dan dua kaki.” Mereka dapat mengontrol robot secara remote melalui manusia yang mengenakan rompi yang mengirimkan informasi tentang gerakan manusia dan gaya reaksi tanah.

Operator manusia dapat mengontrol lokomosi robot, dan rompi juga memungkinkan manusia untuk merasakan gerakan robot. Misalnya, manusia akan merasakan tarikan pada rompi jika robot mulai jatuh atau kehilangan keseimbangan. Ini memungkinkan manusia untuk menyesuaikan dan menstabilkan robot.

Dalam eksperimen dan tes yang dilakukan, manusia dapat berhasil menjaga keseimbangan robot, bahkan ketika robot melompat dan berjalan di tempat dengan manusia.

Joao Ramos, seorang postdoc di MIT, mengembangkan pendekatan baru.

“Ini seperti berlari dengan ransel berat – Anda dapat merasakan bagaimana dinamika ransel bergerak di sekitar Anda, dan Anda dapat mengkompensasinya dengan benar,” katanya. “Sekarang jika Anda ingin membuka pintu berat, manusia dapat memerintahkan robot untuk melemparkan tubuhnya ke pintu dan membukanya, tanpa kehilangan keseimbangan.”

Ramos saat ini adalah asisten profesor di Universitas Illinois di Urbana-Champaign, dan dia menerbitkan studi di Science Robotics. Sangbae Kim, asisten profesor teknik mesin di MIT, adalah co-penulis studi.

Penelitian ini juga sebagian didukung oleh Hon Hai Precision Industry Co, Ltd. dan Naver Labs Corporation.

Prior Work

Kim dan Ramos sebelumnya mengembangkan robot berkaki dua HERMES (untuk Highly Efficient Robotic Mechanisms and Electromechanical System), dan mereka juga bekerja pada metode yang membuatnya mampu meniru operator melalui teleoperasi. Menurut peneliti, cara operasi ini memiliki kelebihan manusiawi.

“Karena Anda memiliki orang yang dapat belajar dan beradaptasi secara instan, robot dapat melakukan gerakan yang tidak pernah dipraktekan sebelumnya [melalui teleoperasi],” kata Ramos.

HERMES dapat melakukan tindakan tertentu seperti menuangkan kopi ke dalam cangkir, memotong kayu dengan kapak, dan menggunakan pemadam kebakaran untuk memadamkan api. Tindakan ini memerlukan penggunaan tubuh atas robot, dan algoritma yang sesuai dengan posisi lengan robot dengan operator. Alasan HERMES dapat melakukan tindakan berdampak tinggi adalah karena itu ditempatkan, yang membuatnya lebih mudah untuk menjaga keseimbangan. Mengambil langkah akan kemungkinan menyebabkan robot jatuh.

“Kami menyadari bahwa untuk menghasilkan gaya yang besar atau memindahkan benda berat, hanya menyalin gerakan tidak akan cukup, karena robot akan jatuh dengan mudah,” kata Kim. “Kami perlu menyalin keseimbangan dinamis operator.”

Little Hermes

Tim mengembangkan Little HERMES, yang merupakan versi miniatur dari aslinya. Robot ini sekitar sepertiga ukuran rata-rata orang dewasa. Ini dibuat dengan torso dan dua kaki, dan khusus dikembangkan untuk menguji tindakan yang bergantung pada bagian bawah, termasuk lokomosi dan keseimbangan.

Little HERMES menggunakan teleoperasi, dan operator mengenakan rompi yang digunakan untuk mengontrol robot.

Meniru gerakan manusia adalah satu hal, tetapi meniru keseimbangan lebih sulit. Tim mengidentifikasi keseimbangan sebagai dua aspek utama, yaitu pusat massa dan pusat tekanan.

Ramos menemukan bahwa keseimbangan seseorang ditentukan oleh pusat massa dalam kaitannya dengan pusat tekanan.

Setelah mengkondensasi data dan mengembangkan beberapa model, mereka mulai melakukan tes. Mereka akhirnya menemukan model yang dapat digunakan pada Little HERMES.

Little HERMES dapat dikontrol melalui rompi, dan Ramos dapat merasakan gerakan robot. Salah satu tes melibatkan Little HERMES yang dipukul dengan palu, dan Ramos merasakan rompi bergerak ke arah yang robot bergerak. Ketika Ramos menahan gerakan, robot mengikuti, memungkinkan untuk menjaga keseimbangan dan menghindari jatuh.

Kim dan Ramos berencana untuk terus bekerja pada pengembangan humanoid tubuh penuh. Mereka berharap bahwa suatu hari nanti itu akan dapat beroperasi di zona bencana, membantu dalam misi penyelamatan.

“Sekarang kita dapat membuka pintu berat atau mengangkat atau melemparkan benda berat, dengan komunikasi keseimbangan yang tepat,” kata Kim.